 |
 |
 |
 |
 |
 |
||
 |
 |
 |
 |
 |
小木蟲論壇-學術科研互動平臺 » 化學化工區(qū) » 精細化工 » 涂料顏料 » 氧化亞銅合成
| 5 | 1/1 | 返回列表 |
| 查看: 976 | 回復: 6 | |||
| 【懸賞金幣】回答本帖問題，作者遨游世間將贈送您 5 個金幣 | |||
| 當前只顯示滿足指定條件的回帖，點擊這里查看本話題的所有回帖 | |||
[求助]
氧化亞銅合成
|
|||
|
各位大神： 本人最近使用葡萄糖還原硫酸銅溶液（非藥劑配制）以制備氧化亞銅，但得到的氧化亞銅粘性析水，難以形成粉末態(tài)，且常規(guī)布氏漏斗抽濾時穿濾明顯。初步認為在于氧化亞銅粒度較造成其親水性強，繼而積水難以脫出。當前只能使用大量無水乙醇洗滌，最終方可得到固體粉末，但考慮無水乙醇為甲類有機溶劑，實際生產使用受限。 對此，本人特求教各位大神，可有更好更合適的解決方案，或者對于當前的合成工藝給與指導意見，以期可直接獲得氧化亞銅粉末，望不吝賜教，謝謝！！！ |
回復此樓» 猜你喜歡
274環(huán)境工程求調劑
已經有6人回復
-
304求調劑
已經有3人回復
-
申博
已經有5人回復
-
283求調劑
已經有11人回復
-
A區(qū)一本交叉課題組，低分調劑，招收機械電子信息通信等交叉方向
已經有9人回復
-
328求調劑
已經有3人回復
-
歡迎211本科同學，過A區(qū)國家線，A區(qū)非偏遠一本，交叉學科課題組
已經有21人回復
-
材料與化工304求調劑
已經有6人回復
-
282求調劑
已經有3人回復
-
347求調劑
已經有8人回復
|
1) 原料濃度與操作條件 目標：生成顆粒度較大、易過濾的 Cu₂O，減少“粘性析水”和穿濾。 典型配比（以溶液體積計）： CuSO₄·5H₂O（銅源）：0.20–0.35 mol·L⁻¹（過稀則易得超細膠體，過濃會局部還原造成團聚夾液） NaOH（成堿/沉銅）：使體系游離堿保持 0.5–1.0 mol·L⁻¹；投料上通常按 [OH⁻]/[Cu²⁺] = 4–6（摩爾比） 先行成膠（Cu(OH)₂） 葡萄糖（還原劑）：按銅計 1.05–1.20 當量 的輕微過量（以避免未還原的Cu(II)殘留，同時抑制生成金屬銅） 惰性電解質（可選）：Na₂SO₄ 或 NaCl 0.1–0.3 mol·L⁻¹（提高離子強度、壓縮雙電層，利于顆粒并長與絮凝） 溫度/時間：60–75 °C、30–60 min（溫度過高容易生成金屬銅或殼層致密夾液） 攪拌：剪切適中（如 200–400 rpm 實驗室攪拌），避免強剪切把初生晶打回超細 投料順序：CuSO₄ 溶液 → NaOH（一步或分段）成均勻的淺藍色 Cu(OH)₂ 膠體 → 加入種子（見第2點）均勻分散 → 緩加葡萄糖（5–15 min 滴加），再恒溫保溫 關鍵點： 維持游離堿與中高離子強度，能顯著降低親水性凝膠的穩(wěn)定性； 分段成堿（先加一半 NaOH 迅速成膠，余量隨反應補加）可避免局部pH過高導致表面“殼化”； 緩加葡萄糖+恒溫熟化（10–20 min）利于晶粒并長，過濾性會明顯改善。 2) Cu₂O 種子的加量與投加時點 加量基準：按目標生成的 Cu₂O 質量計 0.5–3 wt%（實驗起點 1 wt%，視粒度和過濾性再微調）。也可以按銅計：以理論 Cu₂O 產量為基準換算。 投加時點：在還原開始前投加最有效——即 Cu(OH)₂ 成膠完成后、葡萄糖滴加前，把種子分散到堿性漿體中，讓隨后發(fā)生的成核優(yōu)先在種子表面外延生長； 若在還原已進行后才投加，更多起到“搭橋絮凝”作用，對晶型/粒度控制的貢獻較小。 投加方式：將種子先用少量 0.5–1.0 mol·L⁻¹ NaOH 預制成均勻漿，再泵入主釜；投加后 3–5 min 中速攪拌，確認分散均勻再啟動葡萄糖滴加。 3) 用硅藻土助濾后的分離方案 硅藻土（DE）化學上是二氧化硅骨架，不溶于水且難以選擇性溶解。常見做法是流程上設計“只在過濾環(huán)節(jié)使用、不過度與產品混合”，或借助密度差進行物理分離： A. 工藝型（推薦）——預涂+體加雙組合，減少混入 預涂（precoat）：先在濾布上形成 1–2 mm 均勻 DE 層； 體加（body feed）：僅在漿體中加入少量 0.2–1.0 wt%（相對Cu₂O固含） 的DE； 過濾結束后，多數 DE 留在預涂層中，隨濾餅整體卸下，混入成品的比例很低。 若仍擔心夾帶，可在過濾前加入微量陽離子型絮凝劑（如中等陽離子度的聚丙烯酰胺，0.5–2 g/t 漿體）提高 Cu₂O 顆粒自聚結，減少對 DE 的“抓附”。 B. 物理分離（可行）——重力/水力分級 再漿化：將濾餅在 0.5–1.0 mol·L⁻¹ NaCl 或 飽和 (NH₄  ₂SO₄ 溶液中打散（“鹽析”有利于脫水與分層）；靜置分層：Cu₂O 密度 ~6 g·cm⁻³，DE ~2.2 g·cm⁻³，Cu₂O 先沉，DE 懸浮更久； 傾析上清保留下層重相；重復 2–3 次，可把 DE 含量降到低水平。放大時可用水力旋流器/分級機提高效率。 C. 規(guī)避化學溶解路線（不建議） 用強堿或含氟體系溶硅雖可行，但安全與對 Cu₂O 的副反應風險高；弱酸（如乙酸）能溶解 CaCO₃ 類助濾劑，但會同時攻擊 Cu₂O，不推薦把“酸溶助濾劑”作為常規(guī)方案。 附加建議：減少有機溶劑、提升濾速與脫水 鹽洗代替大量無水乙醇：先用 飽和 NaCl 或 (NH₄ ₂SO₄ 快速置換游離水（“鹽析”），再用少量 30–50% 體積分數的乙醇或異丙醇 快速漂洗一次即可，顯著降低甲類溶劑用量。溫熱洗滌：40–50 °C 的鹽溶液/水洗，黏度更低、脫水更快。 保溫熟化：還原終點后在 60–70 °C 保溫10–20 min，讓初生晶并長，濾速提升明顯。 pH 收尾：終點 pH 控在 12 左右，既保證 Cu(I) 穩(wěn)定，又避免過高堿度帶來的凝膠化。 設備選擇：若允許，帶預涂的板框/盤式真空過濾機的通過量與洗滌效率優(yōu)于小型布氏；真空度保持 –0.06~–0.08 MPa，避免過高形成“穿濾道”。 快速上手的實驗處方（1 L 級） A 相（銅源）：CuSO₄·5H₂O 0.30 mol·L⁻¹，Na₂SO₄ 0.2 mol·L⁻¹； B 相（堿）：NaOH 2.0 mol·L⁻¹； C 相（還原劑）：葡萄糖 0.36 mol·L⁻¹（對 A 相銅的 1.2 當量），預熱至 60–70 °C； 升溫到 65–70 °C，A 相在攪拌下分段加入 B 相至游離堿 ~0.8 mol·L⁻¹（pH>12），形成 Cu(OH)₂； 加入 1 wt%（按理論Cu₂O計） 的 Cu₂O 種子漿，攪拌 3–5 min； 10 min 滴加 C 相，維持溫度與攪拌，再保溫 20 min； 終點熱水稀釋 1 倍體積、加入 0.5 wt% DE 體加（如采用預涂則提前做好）； 真空過濾 → 飽和 NaCl 熱洗兩次 → 40% 乙醇 快速漂洗一次 → 60 °C 熱風干燥/減壓干燥。 |
4樓2025-08-18 08:43:27
|
合成條件調優(yōu)（讓顆粒“長大”、減少膠體化） 分步成核 + 長大（半間歇法） 先以較高堿度快速“打種”：CuSO₄(0.1–0.3 mol·L⁻¹ 與 NaOH 調到 pH 12.5–13，60–70 °C，攪拌 300–500 rpm，瞬時生成 Cu(OH)₂ 膠體。種子加入：加入 1–5 wt% 既有 Cu₂O 種子（或上一次產品輕磨后的粗顆粒），立刻開始緩慢喂入 葡萄糖溶液（0.2–0.5 mol·L⁻¹），控制 20–40 min 滴加完，維持 60–70 °C。 目的：把高過飽和度階段縮短到“打種”，隨后在較低過飽和下以表面生長為主，顆粒會更粗、更易濾。 離子強度/電雙層壓縮 在還原開始前即向母液中加入 NaCl 0.3–1.0 mol·L⁻¹（或 Na₂SO₄ 0.1–0.3 mol·L⁻¹）。 作用：壓縮電雙層、減少膠體穩(wěn)定性，促使微粒并聚成可濾的絮體（不引入有機物）。 消化老化（ripening） 還原結束后維持 60–70 °C 再老化 20–40 min，輕攪拌。 作用：小顆粒溶解-再沉積到大顆粒，降低比表面積與黏性。 控制溶解氧 全程蓋蓋或氮氣掃頂，避免把新生 Cu₂O 進一步氧化成 CuO（更難洗、更黑更粘）。 固液分離強化（避免穿濾） 預涂+助濾劑“體加”（最有效且便宜） 在布氏漏斗上預涂 3–5 mm硅藻土（Celite 545）或珍珠巖層。 過濾時給**漿液中體加 0.1–0.5 wt%（以濕固體計）**的硅藻土/珍珠巖。 結果：形成多孔架橋，顯著減少穿濾與膠皮、提高流速。 若目標產品需高純，可在后洗步強洗 1–2 次以去除殘留助濾劑粉塵。 改用離心 臺式或臥螺式離心：2500–4000 g, 5–10 min；離心餅通常明顯更干、更整，不穿濾。實驗室可先用 50 mL 錐管評估。 絮凝/凝聚（可選） 無機凝聚：終止反應后加入 CaCl₂ 0.01–0.05 mol·L⁻¹，攪拌 2–5 min，再靜置 5–10 min 后過濾。 有機絮凝：若對純度要求不極端，可在 200–400 ppm 的范圍試 陰離子 PAM，能把細粒團成大絮團（注意：會引入 ppm 級有機殘留，需權衡）。 洗滌與置換，不用無水乙醇也能變“干” 電解質熱水置換 用 60–70 °C 的 0.5 mol·L⁻¹ NaCl 熱水分 3–4 次位移洗滌（布氏上直接多次灌洗），比純水更容易“脫水”，同時把游離糖洗掉。 最后一洗可用去離子水（少量）把鹽帶低到可接受水平。 水-醇混合物，改用低比例異丙醇（IPA） 若仍需有機相破水，可用 50–70 % v/v IPA/水進行 1–2 次置換即可，避免用“無水”與大量純醇。IPA 揮發(fā)慢一點但閃點更高（≈11–13 °C）、氣味更易管理，很多廠內按 B 類溶劑管理（以你們當地規(guī)范為準）。 也可選 t-BuOH 30–50 %，破水能力強，但依然屬易燃，需按照易燃液體規(guī)范操作。 鹽析+低溫真空干燥 過濾后將濾餅輕壓，再在 **40–60 °C 真空（或 N₂ 氣掃）**干燥至恒重。避免 >100–120 °C 長時間暴露（以免表面進一步氧化發(fā)黑）。 典型小試流程（供直接照做對比） 溶液：CuSO₄·5H₂O 0.2 mol·L⁻¹，NaOH 2–3 mol·L⁻¹（調 pH 12.8），NaCl 0.5 mol·L⁻¹。 60–65 °C 攪拌，投 2 wt% Cu₂O 種子；30 min內滴加 0.3 mol·L⁻¹ 葡萄糖（等體積的 0.5–1.0 倍），保持藍色消失、溶液轉磚紅。 老化 30 min → 體加 0.2 wt% 硅藻土 → 預涂硅藻土布氏漏斗抽濾。 60–70 °C 的 0.5 mol·L⁻¹ NaCl 洗 3 次 → 60 % IPA/水洗 1 次（可選）→ 去離子水少量終洗。 50 °C 真空干燥，避光、避氧保存。 |
2樓2025-08-14 08:47:09
3樓2025-08-17 11:10:28
5樓2025-08-20 20:04:34
| 最具人氣熱帖推薦 [查看全部] | 作者 | 回/看 | 最后發(fā)表 | |
|---|---|---|---|---|
|
[考研] 282求調劑 +3 | 夕～日 2026-03-05 | 3/150 |
|
|---|---|---|---|---|
|
|
[考研] 0856材料與化工，270求調劑 +17 | YXCT 2026-03-01 | 20/1000 |
|
|
[考研] 376求調劑 +3 | 王浩然sam 2026-03-04 | 3/150 |
|
|
|
[考研] 一志愿985材料與化工 326分求調劑 +3 | Hz795795 2026-03-04 | 3/150 |
|
|
|
[考研] 274求調劑 +8 | 一個學習者 2026-03-04 | 8/400 |
|
|
|
[考研] 一志愿314求調劑 +7 | 202111120625 2026-03-03 | 7/350 |
|
|
|
[考研] 能動297求調劑，本科川大 +4 | 邵11 2026-03-04 | 4/200 |
|
|
|
[考研] 一志愿西交大材料學碩 346 求調劑 +3 | zju51 2026-03-04 | 3/150 |
|
|
|
[考研] 0703化學調劑 +4 | G212 2026-03-03 | 5/250 |
|
|
|
[考研] 085600求調劑 +4 | LRZZZZZZ 2026-03-02 | 6/300 |
|
|
|
[考研] 環(huán)境調劑 +8 | chenhanheng 2026-03-02 | 8/400 |
|
|
|
[考研] 085600材料與化工調劑 280分 +10 | yyqqhh 2026-03-03 | 10/500 |
|
|
|
[考研] 298求調劑 +7 | axyz3 2026-02-28 | 8/400 |
|
|
|
[考研] 272求調劑 +9 | 材紫有化 2026-02-28 | 9/450 |
|
|
|
[考研] 材料085601調劑 +5 | 多多子. 2026-03-02 | 5/250 |
|
|
|
[考研] 281求調劑 +5 | 2026計算機_誠心 2026-03-01 | 8/400 |
|
|
|
[考研] 材料學調劑 +10 | 提神豆沙包 2026-02-28 | 12/600 |
|
|
|
[考研] 材料類求調劑 +11 | wana_kiko 2026-02-28 | 14/700 |
|
|
|
[考博] 26申博 +4 | 想申博！ 2026-02-26 | 6/300 |
|
|
|
[論文投稿]
Optics letters投稿被拒求助
 30+3
|
luckyry 2026-02-26 | 4/200 |
|